醫(yī)療IT系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)

安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

0引言

隨著越來(lái)越多的電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)用建筑中廣泛應(yīng)用，電流對(duì)病人的威脅也越來(lái)越大，大家知道，電流流入人體有三種主要后果，首先是灼傷，特別是在電流流進(jìn)和流出人體的地方，第二是肌肉的麻痹，它可能短暫地使呼吸停止，第三是電擊可能造成心臟的抑制，這種心室纖維性顫動(dòng)會(huì)造成心室內(nèi)心辨膜的失調(diào)，從而使血液停止周身的循環(huán)，前兩種雖然會(huì)使人感到不適，但很少造成持久性的損傷，而心室纖維性顫動(dòng)極可能造成生命危險(xiǎn)。

大家也知道，當(dāng)用電設(shè)備對(duì)人體心臟直接漏電大于lOmA時(shí)，就會(huì)造成對(duì)人的微電擊事故，而一般民用建筑所用的漏電電流保護(hù)裝置動(dòng)作電流通常為30mA～500mA．不能有效防止微電擊事故的發(fā)生，同時(shí)，目前我國(guó)醫(yī)院建筑的低壓配電系統(tǒng)接地型式通常采用TN系統(tǒng)，該系統(tǒng)多為金屬性短路，故障電流較大，致使斷路器等過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，也不能滿(mǎn)足醫(yī)院建筑一些重要醫(yī)療場(chǎng)所對(duì)不間斷供電的使用要求。

1醫(yī)療IT系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)（即醫(yī)用IT系統(tǒng)），又叫中性點(diǎn)不接地的配電系統(tǒng)，系統(tǒng)負(fù)載中的導(dǎo)體和無(wú)負(fù)載電流經(jīng)過(guò)的導(dǎo)電部分經(jīng)接地保護(hù)線(xiàn)接地。在IT系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)單相接地故障，對(duì)地漏電流只能經(jīng)過(guò)系統(tǒng)泄漏電容對(duì)系統(tǒng)相線(xiàn)構(gòu)成回路，而系統(tǒng)泄漏電容引起的容抗總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于TN系統(tǒng)中的接地電阻，因此IT系統(tǒng)中的短路其不會(huì)因接地電流的存在而引起過(guò)電流而動(dòng)作，從而保證系統(tǒng)能帶故障運(yùn)行。

醫(yī)療IT系統(tǒng)設(shè)置在醫(yī)療2類(lèi)場(chǎng)所的作用：

（1）隔離電源系統(tǒng)即中心點(diǎn)不接地系統(tǒng)，其因降低了接觸電壓和電網(wǎng)對(duì)地的泄漏電流，故有效控制對(duì)人體內(nèi)部的直接漏電，從根本上杜絕產(chǎn)生微電擊醫(yī)療事故的危險(xiǎn)；

（2）防止接地系統(tǒng)內(nèi)的漏電流竄入某些與病人連接的醫(yī)療電氣設(shè)備的對(duì)地回路；

（3）當(dāng)供電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)第一個(gè)對(duì)地漏電流故障時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致斷路器或熔斷器動(dòng)作，保證供電的可靠性。同時(shí)，絕緣監(jiān)視儀報(bào)警，提示故障類(lèi)型，以便維修人員及時(shí)修復(fù)；

（4）降低了對(duì)地漏電流，從而提高了防火安全性；

（5）目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16895.24-2005規(guī)定中心手術(shù)部所有手術(shù)室、急診搶救室、各類(lèi)重癥監(jiān)護(hù)室、心臟導(dǎo)管及造影室等需配置隔離電源系統(tǒng)。

2IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用方案

2.1 醫(yī)院建筑中醫(yī)療場(chǎng)所的分類(lèi)

醫(yī)療場(chǎng)所分為三種：

0類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所：無(wú)需與患者身體接觸的電氣裝置工作的場(chǎng)所。

1類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所：需要與患者體表、體內(nèi)(2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所所述環(huán)境)接觸的電氣裝置工作的場(chǎng)所。 2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所：需要與患者體內(nèi)(主要指心臟或接近心臟部位)接觸以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作的場(chǎng)所。

根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)，由電網(wǎng)電源供電，用于維護(hù)生命或外科手術(shù)的醫(yī)療電氣設(shè)備，必須使用帶絕緣監(jiān)視儀的IT系統(tǒng)，同時(shí)根據(jù)《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》，2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所必須使用帶絕緣監(jiān)視裝置和隔高變壓器的電源系統(tǒng)，即IT系統(tǒng)。2.2 IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所的應(yīng)用及系統(tǒng)組成 2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所主要包括：急診搶救室、中心手術(shù)部的所有手術(shù)室、所有CU室(包括ICU、CCU、NICU、PICU、SICU等)，心臟導(dǎo)管介入室和心血管造影室。

圖1 某醫(yī)院手術(shù)室隔離電源柜系統(tǒng)圖

(1)系統(tǒng)組成

醫(yī)療IT系統(tǒng)由隔離變壓器、絕緣監(jiān)視儀及外接報(bào)警裝置和顯示設(shè)備三部分組成。如圖1所示，為某醫(yī)院手術(shù)室隔離電源柜系統(tǒng)圖。

(2)系統(tǒng)各組成部分設(shè)置要求

①醫(yī)療IT系統(tǒng)隔離變壓器的作用：將一個(gè)電氣回路的導(dǎo)體與其他電氣回路做完全的電氣分離。

醫(yī)療IT系統(tǒng)隔離變壓器設(shè)置要求：

a.醫(yī)用IT系統(tǒng)通常采用單相變壓器，其額定容量不應(yīng)低于0．5kVA，且不超過(guò)IOkVA。因?yàn)槿郔T系統(tǒng)中如果出現(xiàn)單相接地故障，非故障相的對(duì)地電壓將升高到對(duì)地額定電壓的1．7倍，因而具有對(duì)地故障擴(kuò)大的危險(xiǎn)，所以應(yīng)慎用三相IT系統(tǒng)。

b.隔離變壓器應(yīng)盡量靠近醫(yī)療場(chǎng)所，并采取措施防止人們無(wú)意的接觸。這樣以縮短該系統(tǒng)配電線(xiàn)路的長(zhǎng)度，提高回路的絕緣阻抗，降低回路的對(duì)地靜電電容。

c.隔離變壓器二次側(cè)的額定電壓不應(yīng)超過(guò)250V。

d.當(dāng)隔離變壓器處于額定電壓和額定頻率下，空載運(yùn)行時(shí)，流向外殼或大地的漏電流不應(yīng)超過(guò)0．5mA。

②醫(yī)用IT系統(tǒng)必須配置絕緣監(jiān)視器。IT系統(tǒng)內(nèi)的絕緣監(jiān)視儀監(jiān)視相線(xiàn)對(duì)地的絕緣阻值，一旦相線(xiàn)對(duì)地出現(xiàn)絕緣故障，絕緣監(jiān)視儀器立即報(bào)警，提醒操作人員系統(tǒng)中已經(jīng)出現(xiàn)第一個(gè)對(duì)地故障，但系統(tǒng)仍能帶故障運(yùn)行，需在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間找出并排除。如果IT系統(tǒng)內(nèi)未安裝絕緣監(jiān)視儀，當(dāng)出現(xiàn)第一個(gè)故障時(shí)，操作人員得不到任何報(bào)警信息，如果再出現(xiàn)第二、第三個(gè)故障時(shí)，逐步增加的故障電流最終將導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的小型斷路器或熔斷器動(dòng)作，使整個(gè)IT系統(tǒng)失電。如果兩個(gè)故障發(fā)在不同相上，還會(huì)對(duì)地構(gòu)成相間短路，對(duì)IT電源系統(tǒng)造成極大危害，給病人帶來(lái)生命危險(xiǎn)。

絕緣監(jiān)視器應(yīng)具有如下要求：

a.交流內(nèi)阻大于等于100Kf；

b.測(cè)量電壓不超過(guò)直流25V；

c.測(cè)試電流，故障條件下峰值不應(yīng)大于1mA；

d.當(dāng)電阻減少到50kf~時(shí)能夠顯示，并備有試驗(yàn)設(shè)施。

e.每一個(gè)醫(yī)療IT系統(tǒng)，具有顯示工作狀態(tài)的信號(hào)燈。聲光警報(bào)裝置應(yīng)安裝在便于永久性監(jiān)視的場(chǎng)所；

f.隔離變壓器需設(shè)置過(guò)載和高溫的監(jiān)控。

③報(bào)警裝置和顯示設(shè)備 安裝于便于永久性監(jiān)視的場(chǎng)所，用于監(jiān)視內(nèi)監(jiān)視儀器測(cè)量數(shù)據(jù)和報(bào)警情況。可根據(jù)報(bào)警類(lèi)型做相應(yīng)處理，如果是過(guò)負(fù)載或變壓器超溫報(bào)警，可斷開(kāi)一些目前不是必須使用的負(fù)載；如果是絕緣故障報(bào)警，可先將手術(shù)做完，然后由專(zhuān)業(yè)電工通過(guò)依次斷開(kāi)負(fù)載分路的方法找出故障點(diǎn)。如果安裝了絕緣故障定位系統(tǒng)，就可立即在線(xiàn)找出故障分路。

3IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)IT系統(tǒng)不宜配出中性線(xiàn)(N)，IT系統(tǒng)配出N線(xiàn)時(shí)，如果N線(xiàn)對(duì)地短路，線(xiàn)路絕緣監(jiān)察器不能發(fā)出信號(hào)，無(wú)法發(fā)現(xiàn)故障。因N線(xiàn)的接地，此IT系統(tǒng)將按，TT系統(tǒng)運(yùn)行，如再發(fā)生相線(xiàn)接地故障，則成為非電容性的接地故障，但線(xiàn)路保護(hù)不能切斷此故障電路，此時(shí)危險(xiǎn)故障電壓和對(duì)地電弧、電火花都可能發(fā)生，故IT系統(tǒng)不宜配出N線(xiàn)。因IT系統(tǒng)不宜配出中性線(xiàn)(N)，系統(tǒng)中單相負(fù)荷所需的220V電源由三相IT系統(tǒng)中380／220V降壓變壓器取得，或由IT系統(tǒng)中單相220V電源經(jīng)1：1隔離變壓器的二次側(cè)提供。所以IT系統(tǒng)中的配電線(xiàn)路均為帶電導(dǎo)線(xiàn)，應(yīng)裝設(shè)雙級(jí)開(kāi)關(guān)，作為短路保護(hù)。

(2)單相設(shè)備由單相隔離變壓器供電，三相IT系統(tǒng)只供三相設(shè)備，防止負(fù)荷不平衡，電壓產(chǎn)生偏移。

(3)因不同手術(shù)室可能同時(shí)實(shí)施不同的手術(shù)，使用不同的醫(yī)療儀器。為避免醫(yī)療電器設(shè)備的相互干擾，每間需要設(shè)置IT系統(tǒng)的手術(shù)室，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置隔離變壓器。

(4)醫(yī)院內(nèi)的胸部手術(shù)室，心血管x線(xiàn)造影室，心臟手術(shù)室及檢查室等，應(yīng)具有嚴(yán)格的防電擊保護(hù)措施。這僅靠帶絕緣監(jiān)視的IT系統(tǒng)是不夠的，還應(yīng)輔以局部等電位聯(lián)結(jié)，使保護(hù)區(qū)內(nèi)所有可導(dǎo)電部分都處于同一電位。同時(shí)，絕緣監(jiān)視儀監(jiān)視并測(cè)量隔離電源相對(duì)地的絕緣阻值，在絕緣監(jiān)視儀的測(cè)量回路中，大地為PE線(xiàn)，即等電位接地線(xiàn)。如果系統(tǒng)中缺少等電位接地線(xiàn)，那么負(fù)載端出現(xiàn)的對(duì)地故障不能對(duì)絕緣監(jiān)視儀的測(cè)量回路夠成回路，將影響絕緣監(jiān)視儀的響應(yīng)靈敏度。

(5)當(dāng)同一場(chǎng)所尚有TN—S或IT系統(tǒng)供電的插座時(shí)，醫(yī)用IT系統(tǒng)的插座應(yīng)為其它系統(tǒng)用的插頭無(wú)法插入，并具有明顯的可供區(qū)別的標(biāo)志。

5結(jié)論

綜上所述，安裝了絕緣監(jiān)視儀和輔助等電位聯(lián)結(jié)的IT系統(tǒng)具有以下的優(yōu)越性：

(1)降低觸電電壓和電網(wǎng)對(duì)地漏電流，因而人身觸電危險(xiǎn)被降到最小。

(2)采用了隔離變壓器后，可以防止接地系統(tǒng)內(nèi)的漏電流竄人某些與病人連接的醫(yī)療電氣設(shè)備的對(duì)地回路。

(3)供電系統(tǒng)內(nèi)部一旦出現(xiàn)第一個(gè)對(duì)地漏電故障，不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)元件(斷路器或熔斷器)動(dòng)作，因而保證了電源供電的可靠性。

(4)降低了對(duì)地漏電流，從而提高了防火安全性。

(5)系統(tǒng)發(fā)生第二次接地故障時(shí)，由于形成金屬性短路，該故障電流足以使保護(hù)電器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷電源，使人免遭電擊，保護(hù)生命的安全。因此，IT系統(tǒng)即保證了供電的連續(xù)性，又可使人免遭電擊，保護(hù)生命的安全，故IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中重要醫(yī)療場(chǎng)所得到很好的應(yīng)用。

審核編輯黃宇